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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2022.tde-03062022-151540
Document
Author
Full name
Joel Marques Xavier Filho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Caldas, Linda Viola Ehlin (President)
Canevaro, Lucia Viviana
Pires, Silvio Ricardo
Title in Portuguese
Avaliação de câmaras monitoras em feixes padrões de radiologia a partir de simulações com o método de Monte Carlo
Keywords in Portuguese
câmaras monitoras
CSR
EGSnrc
espectros de raios X
IAEA/TRS-457
Abstract in Portuguese
Detectores de radiação que são utilizados em radiologia diagnóstica devem ser calibrados com feixes padrões de raios X. Durante as calibrações, estes feixes são monitorados a partir de câmaras monitoras, que podem ser do tipo de transmissão, ou podem realizar a monitoração pela penumbra do feixe de radiação. Neste trabalho foram realizadas simulações com o método de Monte Carlo, utilizando o código EGSnrc, para a avaliação de quatro câmaras monitoras: uma câmara monitora comercial de transmissão, uma câmara de ionização do tipo Baldwin-Farmer, e duas câmaras monitoras de modelo de transmissão e anelar desenvolvidas no IPEN. Inicialmente foi criado um sistema de raios X capaz de simular espectros de radiodiagnóstico convencional e mamografia com parâmetros de qualidades definidos na norma IAEA/TRS-457. Em seguida, a dependência energética de cada câmara monitora foi avaliada a partir de fatores de calibração em relação à câmara padrão de cada feixe simulado. Por fim, foi avaliada a dependência angular das câmaras monitoras de transmissão e anelar. Os espectros simulados foram comparados com referências internacionais e apresentaram as características esperadas pela teoria. Cada feixe padrão simulado apresentou os parâmetros de qualidade definidos na norma IAEA/TRS-457 utilizando a câmara monitora de transmissão de modelo comercial e a desenvolvida no IPEN. Os fatores de correção obtidos com as simulações foram comparados com resultados experimentais e mostraram baixa dependência energética da câmara monitora de transmissão desenvolvida no IPEN, e alta dependência energética da câmara monitora de modelo anelar, quando comparadas ao modelo comercial de transmissão. As câmaras monitoras desenvolvidas no IPEN apresentaram dependência angular de acordo com as normas internacionais.
Title in English
Evaluation of monitor chambers in standard beams of radiology and mammography with simulations using the Monte Carlo method
Keywords in English
EGSnrc
HVL
IAEA/TRS-457
monitor chambers
X-ray spectra
Abstract in English
Radiation detectors used in diagnostic radiology should be calibrated in standard X-ray beams. During calibrations, those beams are monitored by monitor chambers, using either transmission models or other ionization chambers that are able to monitor the beam in its penumbra. In this work an evaluation of four monitor chambers was performed: a transmission-type commercial monitor chamber, a Baldwin-Farmer ionization chamber, and two monitor chambers developed at IPEN in transmission and ring-shaped models; using the Monte Carlo method with the EGSnrc code. Initially, an X-ray system able to produce standard spectra of conventional diagnostic radiology and mammography beams with quality parameters described in IAEA/TRS-457 was created. Then, the energy dependence of each monitor chamber was evaluated by the calibration factors using the standard ionization chamber of each simulated beam. At the end, the angular dependence of the transmission and the ring-shaped monitor chambers was evaluated. The simulated X-ray spectra were compared to international references, and they presented the expected characteristics. Each simulated X-ray beam presented standard quality parameters using the transmission-type monitor chambers, the commercial model or the model developed at IPEN. The correction factors obtained in the simulations were compared to experimental results, and they presented a small energy dependence in the transmission-type monitor chamber developed at IPEN and a high energy dependence in the ring-shaped monitor chamber, when compared to the commercial transmission-type model. The monitor chambers developed at IPEN presented the angular dependence according to international regulations.
 
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Publishing Date
2022-06-10
 
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